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由于水資源短缺，許多國家和地區(qū)積極著手鞏固和加強節(jié)水意識以及研究城市廢水再生與回用工作。城市廢水回用就是將城鎮(zhèn)居民生活及生產中使用過的水經過處理后回用，其又有兩種不同程度的回用：一是將污、廢水處理到飲用水程度；另一種則是將污、廢水處理到非飲用水程度。對于前一種，因其投資較高、工藝復雜，非特缺水地區(qū)一般不常采用，多數(shù)國家則是將污、廢水處理到非飲用的程度，在此引出了中水的概念。根據(jù)建設部 1995年發(fā)布的《城市中水設施管理暫行辦法 》 第二條，中水是指部分生活優(yōu)質雜排水經處理凈化后，達到《生活雜用水水質標準 》，可以在一定范圍內重復使用的非飲用水。主要用于廁所沖洗、綠地、樹木澆灌、道路清潔、車輛沖洗、基建施工、噴水池以及可以接受其水質標準的其他用水。
中水開發(fā)與回用技術近期得到了迅猛發(fā)展，在美國、日本、印度、英國等國家 (尤以日本為突出 )得到了廣泛的應用。這些國家均以本國度、區(qū)域的特點，確定出適合其國情、國力的中水回用技術，使中水回用技術越來越趨于完善。同時對更好的凈化水的設備也提出了相應的需求。因此促進了凈化設備公司的飛快成長，也對控制部分要求更穩(wěn)定，更可靠！像目前一些凈化水設備廠商加大資金與技術的投入，用PLC代替以前的單片機控制系統(tǒng)。我公司與某系統(tǒng)集成公司合作，完成了某市中水處理系統(tǒng)自動控制部分�，F(xiàn)詳述如下：
1 技術要求
1.1硬件要求
•一般要求
——系統(tǒng)內所有模件均應為標準化、模件化和插入式結構。機柜內的模件應能帶電插拔而不影響其它模件和自身的正常工作。模件的種類和尺寸規(guī)格應盡量少，以減少備件的范圍和費用支出。安裝于生產現(xiàn)場的城市中水深度處理系統(tǒng)PLC模件、設備應具有足夠的防護等級和有效的保護措施，以保證在惡劣的現(xiàn)場環(huán)境下正常地工作。
——過程單元的處理器模件應不使用電池作數(shù)據(jù)存儲的后備電源的隨機存儲器（RAM），某一個處理器模件故障，不應影響其它處理器模件的運行。
——電源故障應屬系統(tǒng)的可恢復性故障，一旦重新受電，處理器模件應能自動恢復正常工作而無需運行人員的任何干預。
•過程輸入/輸出（I/O）
——I/O處理系統(tǒng)應“智能化”，以減輕控制系統(tǒng)的處理負荷。I/O模件應能完成掃描、數(shù)據(jù)整定、數(shù)字化輸入和輸出、線性化熱電偶冷端補償、溫度壓力補償、過程點質量判斷、工程單位換算等功能。
——應提供熱電偶、熱電阻及4～20mADC信號的開路和短路以及輸入信號超出工藝可能范圍的檢查功能和質量檢查，這一功能應在每次掃描過程中完成。
——中水深度處理站PLC至執(zhí)行回路的開關量輸出信號采用繼電器輸出。中水深度處理系統(tǒng)PLC與執(zhí)行機構等以模擬量信號相連接時，二端對接地或浮空等的要求應相匹配，否則應采取電隔離措施，還應對I/O有過載過流保護措施。
——分配控制回路I/O信號時，應使一個控制器或一塊I/O通道板損壞時，對機組安全的影響盡可能小。備用輔機控制的I/O，除個別不重要的外，應置于不同控制器的通道板上。
——當控制器I/O通道板及電源故障時，應有必要的措施，確保工藝系統(tǒng)處于安全的狀態(tài)，不出現(xiàn)誤動。
——處理器模件的電源故障不應造成已累積的脈沖輸入讀數(shù)丟失。
——冗余輸入的熱電偶、變送器信號的處理，應由不同的模件來完成。單個模件的故障不能引起任何設備的故障或跳閘。
——所有輸入/輸出模件，應能滿足ANSI/IEEE472“沖擊電壓承受能力試驗導則（SWC）”的規(guī)定，在誤加250V直流電壓或交流峰— 峰電壓時，應不損壞系統(tǒng)（具體要求以導則為準）。
——對于調節(jié)系統(tǒng)，每個模數(shù)（A/D）轉換器連接點數(shù)不應超過8點；每一個模擬量輸出點應有一個單獨的D/A轉換器。每一路熱電阻輸入應有單獨的橋路。此外，所有的輸入通道、輸出通道及其工作電源均應互相隔離。
——在整個運行環(huán)境溫度范圍內，城市中水深度處理站PLC精確度應滿足如下要求：模擬量輸入信號（高電平）±0.1％；模擬量輸入信號（低電平）±0.2%；模擬量輸出信號±0.25%。系統(tǒng)設計應滿足不需手動校正而保證這三個精度的要求。
——I/O類型：
a、 模擬量輸入：4～20mADC信號（接地或不接地），最大輸入阻抗為250Ω，系統(tǒng)應提供4～
20mADC二線制變送器的直流24V電源。每塊模件連接的I/O點數(shù)不超過8點。并附帶配置信號隔離裝置。
b、 模擬量輸出：4～20mADC具有阻抗大于750Ω的負載能力。負端接到隔離的信號地上，系
統(tǒng)應提供 24V DC的回路電源。每塊模件連接的I/O點數(shù)不超過8點。并附帶配置信號隔離裝置。
c、 數(shù)字量輸入：負端應接至隔離地上，系統(tǒng)應提供對現(xiàn)場輸入接點的“查詢”電壓≥48V。
每塊模件連接的I/O點數(shù)不超過16點。
d、 數(shù)字量輸出：數(shù)字量輸出模件應采用電隔離輸出，隔離電壓≥250V，能直接驅動控制用
電動機或任何中間繼電器。在后一種情況，賣方應提供中間繼電器、繼電器柜及可靠的工作電源，中間繼電器長期帶電工作輸出接點容量為25OVAC 5A或22OVDC 1A。每塊模件連接的I/O點數(shù)不過16點。
e、 熱電阻（RTD）輸入：熱電阻采用 Ptl00分度。
f、 熱電偶（T/C）輸入：熱電偶采用 K型分度。
g、脈沖量輸入：每秒至少能接受6600個脈沖。
1.2上位機要求
——至少應提供二套桌式上位機（包括一臺A3激光彩色打印機），其中一套為工程師站兼操作員，用于程序開發(fā)、系統(tǒng)診斷和維護、控制系統(tǒng)組態(tài)、數(shù)據(jù)庫和畫面的編輯及修改。另外為操作員站，用于完成對整個控制系統(tǒng)的操作、監(jiān)視、報警和報表打印等全部工作。工程師站和操作員站還應提供安放上位機的工作臺、桌椅及上位機的有關外設。材質為不銹鋼或亞克力板材。
——上位機應能調出任一己定義的系統(tǒng)顯示畫面。在上位機上生成的任何顯示畫面和趨勢圖等，均應能通過數(shù)據(jù)高速公路加載到操作員站。
——上位機應能調出系統(tǒng)內的系統(tǒng)組態(tài)信息和有關數(shù)據(jù)，還可將組態(tài)的數(shù)據(jù)從上位機下載到各分散處理單元和操作員站。此外，當重新組態(tài)的數(shù)據(jù)被確認后，系統(tǒng)應能自動地刷新其內存。
——上位機應包括站用處理器、圖形處理器及能容納系統(tǒng)內所有數(shù)據(jù)庫、各種顯示和組態(tài)程序所需的主存貯器和外存設備。還應提供系統(tǒng)趨勢顯示所需的歷史趨勢緩沖器。
——上位機應設置軟件保護密碼，以防一般人員擅自改變控制策略、應用程序和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。
•外圍設備
——提供彩色激光打印機、LCD、鍵盤:
a 所供LCD應為21（英寸）液晶顯示。
c 應提供鼠標器作為光標定位裝置。
d 操作員站應配有專用操作員鍵盤，鍵盤除具有完整的數(shù)字、字母鍵外，還應有若干用戶鍵，使運行人員能直接調出各種所需的畫面。用戶鍵的用途應可由買方編程人員重新定義。鍵盤的操作應有觸感和聲音反饋，反饋的音量大小應可以調整。
2解決方案
2.1 中水深度處理站控制系統(tǒng)PLC
1）中水深度處理站PLC通過高性能的工業(yè)控制網絡及處理單元、過程I/O、人機接口和過程控制軟件等來完成城市中水深度處理系統(tǒng)的控制。
2）中水深度處理PLC設計采用合適的冗余配置和診斷至模件級的自診斷功能，使其具有高度的可靠性。系統(tǒng)內任一組件發(fā)生故障均不應影響整個系統(tǒng)的工作。PLC采用本公司自主研發(fā)的NA400系列控制器。PLC CPU雙機熱備冗余配置，開關量輸入輸出模塊要求為16點模塊，模擬量輸入輸出為8點模塊，電源模塊選用冗余電源，通訊方式采用雙網冗余方式，控制網通訊模塊采用雙通道，以太網通訊采用雙冗余方式。機柜內提供I/O總量的20%(包含各種類型I/O點)做備用，同時在插槽上還留有擴充20% I/O的余地。所有開關量I/O模件配置隔離繼電器裝置。所有模擬量I/O模件配置有源或無源信號隔離器。
3）系統(tǒng)的監(jiān)視、報警和自診斷功能應高度集中在LCD上顯示和在打印機上打印，控制系統(tǒng)在功能和物理上適當分散。
2.2 中水深度處理站控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件
采用我公司的NAControl組態(tài)軟件開發(fā)界面，NAControl組態(tài)軟件與控制器之間通過我公司開發(fā)的NA-PLC專用驅動程序通訊，底層協(xié)議不產生額外費用。
NAControl組態(tài)軟件特點：
基于Windows平臺，采用面向對象的技術和方法進行系統(tǒng)設計、軟件實現(xiàn)。遵循TCP/IP、SQL、ODBC、COM/DCOM、ActiveX、C++、Office、IEC61131-3、OPC等國際標準，系統(tǒng)功能齊全，操作簡便，維護量小。具有良好的開放性、方便的擴展能力、完善的在線幫助及可不斷融入新技術的特征。它具有數(shù)據(jù)采集和處理、控制與調節(jié)、畫面、智能報警、報表、歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計和查詢、可視化順控流程組態(tài)與執(zhí)行、ONCALL、AGC/AVC高級應用軟件、Web服務、與外系統(tǒng)通訊等功能。
3 數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)
數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)將各分散處理單元、輸入/輸出處理系統(tǒng)及人機接口和系統(tǒng)外設聯(lián)接起來，并保證可靠和高效的系統(tǒng)通訊。
連接到數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)上的任一系統(tǒng)或設備發(fā)生故障，不應導致通訊系統(tǒng)癱瘓或影響其它聯(lián)網系統(tǒng)和設備的工作。任何站與通訊高速公路之間的接口應是無源的并是電氣隔離的。通訊高速公路的故障不應引起PLC控制單元不能工作。
1)中水深度處理系統(tǒng)的PLC系統(tǒng)與上級水網監(jiān)控網絡連接
NA400 PLC提供冗余、高可靠、高性能的遵守TCP/IP協(xié)議的百兆以太網接口，負責與上級水網監(jiān)控網絡連接，提供組態(tài)畫面、數(shù)據(jù)等信息。
2)城市中水深度處理站PLC與其它控制系統(tǒng)之間的通訊
NA400 PLC通過串口通訊模塊CMM401-0401提供多路標準的RS232/485接口，負責與其它控制系統(tǒng)之間通信。
4設備配置
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